半导体是不是导体

半导体是不是导体,第1张

导体定义

电阻率介于金属和绝缘体之间并有负的电阻温度系数的物质。

半导体室温时电阻率约在10-5~107欧·米之间,温度升高时电阻率指数则减小。

半导体材料很多,按化学成分可分为元素半导体和化合物半导体两大类。

锗和硅是最常用的元素半导体;化合物半导体包括Ⅲ-Ⅴ 族化合物(砷化镓、磷化镓等)、Ⅱ-Ⅵ族化合物( 硫化镉、硫化锌等)、氧化物(锰、铬、铁、铜的氧化物),以及由Ⅲ-Ⅴ族化合物和Ⅱ-Ⅵ族化合物组成的固溶体(镓铝砷、镓砷磷等)。除上述晶态半导体外,还有非晶态的玻璃半导体、有机半导体等

半导体既不是导体,也不是绝缘体,就是“半导体”。晶体一般可分为导体、半导体、绝缘体三类,从晶体能带理论来讲,三者可以这样区分:

绝缘体的禁带宽度较大,价带顶的电子难以跃迁到导带底成为自由电子,故电导率较低;

导体的禁带宽度较小,价带顶的电子容易跃迁到导带底成为自由电子,同时在价带顶形成空穴,故电导率较高;

半导体禁带宽度介于二者之间,故电导率也介于二者之间。也因为这个原因,半导体价带顶的电子受到外界影响(温度、电压、光照等)时也很容易跃迁到导带底,尤其是掺杂后的半导体。这样一来就可以利用外界条件(如电压)来控制通过半导体的电流了。

另一个原因是,由于掺杂不同,半导体内部的载流子分为电子和空穴两种,比如典型的半导体器件:PN结二极管,其P区多数载流子为空穴,N区多数载流子是电子,当P区与N区相接触的时候,就会在接触面上形成PN结,使得P区与N区之间形成势垒,如此,PN结就具有了“单向导电性”,电流只能从P区注入N区,反之则不行,因此PN结便有了类似“开关”的作用。

一、本质不同

1、导体:导体是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。在外电场作用下,载流子作定向运动,形成明显的电流。

2、半导体:半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体是指一种导电性可控,范围从绝缘体到导体之间的材料。

二、应用不同

1、导体:第二类导体常应用于电化学工业,如电解提纯、电镀等;气体导体常应用于电光源制造工业。

2、半导体:半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明、大功率电源转换等领域都有应用

三、分类不同

1、导体

第一类导体:金属和石墨是最常见的一类导体。金属和石墨中的原子核和内层电子构成原子实,规则地排列成点阵,而外层的价电子容易挣脱原子核的束缚而成为自由电子,它们构成导电的载流子。金属和石墨导电过程中不引起化学反应,也没有显著的物质转移,称为第一类导体。

第二类导体:电解质的溶液或称为电解液的熔融电解质也是导体,其载流子是正负离子。电解液在通电过程中伴随有化学变化,且有物质的转移,称为第二类导体。

气体导体:电离的气体也能导电(气体导电),其中的载流子是电子和正负离子。气体的非自持放电和自持放电有许多实际应用。

其他导电介质:电的绝缘体又称为电介质。它们的电阻率极高,比金属的电阻率大1014倍以上。绝缘体在某些外界条件(如加热、加高压等)影响下,会被“击穿”,而转化为导体。

2、半导体

(1)元素半导体。元素半导体是指单一元素构成的半导体,其中对硅、硒的研究比较早。

(2)无机合成物半导体。无机合成物主要是通过单一元素构成半导体材料,当然也有多种元素构成的半导体材料,主要的半导体性质有I族与V、VI、VII族;II族与IV、V、VI、VII族;III族与V、VI族;IV族与IV、VI族V族与VI族;VI族与VI族的结合化合物,但受到元素的特性和制作方式的影响,不是所有的化合物都能够符合半导体材料的要求。

(3)有机合成物半导体。有机化合物是指含分子中含有碳键的化合物,把有机化合物和碳键垂直,叠加的方式能够形成导带,通过化学的添加,能够让其进入到能带,这样可以发生电导率,从而形成有机化合物半导体。

(4)非晶态半导体。它又被叫做无定形半导体或玻璃半导体,属于半导电性的一类材料。非晶半导体和其他非晶材料一样,都是短程有序、长程无序结构。

(5)本征半导体:不含杂质且无晶格缺陷的半导体称为本征半导体。


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